Flexibele UV-gevoelige lichtsensor baant weg voor next-generation draagbare tech

Om de ontwikkeling van draagbare apparaten met geavanceerde ultraviolet (UV) detectiefuncties te mogelijk maken, hebben wetenschappers van NTU Singapore een nieuw type lichtsensor gecreëerd dat zowel flexibel als hoog gevoelig is.

Hoewel onzichtbaar voor het menselijk oog, omringen UV-stralen ons in onze omgeving, en overmatige blootstelling kan gezondheidsproblemen veroorzaken inclusief huidkanker en voor vroegtijdige huidaantasting. De intensiteit van UV-stralen wordt typisch gerapporteerd via een index tijdens weerberichten. Een draagbaar apparaat, zoals een T-shirt of horloge dat de daadwerkelijke persoonlijke UV-blootstelling de hele dag monitort, zou een nuttige en nauwkeurigere gids zijn voor mensen die zonneschade willen vermijden.

In hun studie rapporteerden de NTU-onderzoekers dat hun flexibele UV-lichtsensoren 25 keer meer responsief, en 330 keer gevoeliger waren dan bestaande sensoren, wat de prestatieniveau voor optoelektronische toepassingen of licht-gebaseerde elektronica overschrijdt.

Het team creëerde hun flexibele UV-lichtsensoren op een halfgeleider wafer van 8 inch in diameter, met behulp van vrijstaande einkristallijne lagen van galliumnitride (GaN) en aluminiumgalliumnitride (AlGaN), gerangschikt met behulp van membranen die uit twee verschillende dunne halfgeleiderlagen bestaan (heterostructuurmembranen).

Dit type halfgeleiderstructuur, wat geproduceerd kan worden met bestaande industrie-compatibele methoden, stelt het materiaal in staat om gemakkelijk gebogen te worden, wat het ideaal maakt voor gebruik in flexibele sensoren. Tegelijkertijd verandert de chemische samenstelling van het materiaal met diepte, wat betekent dat hoge prestaties gehandhaafd blijven zelfs wanneer het onder spanning komt.